9. Приливные электростанции

Приливные электростанции (ПЭС) выгодно отличаются от речных ГЭС тем, что их работа определяется космическими явлениями и не зависит от природных условий, определяемых целым рядом случайных факторов.

Наиболее существенный недостаток ПЭС — неравно­мерность их работы. Неравномерность приливной энергии в течение лунных суток и лунного месяца, отлича­ющихся от солнечных, не позволяет систематически ис­пользовать ее в периоды максимального потребления в системах. Можно компенсировать неравномерность ра­боты ПЭС, совместив ее с ГАЭС. В то время, когда име­ется избыточная мощность ПЭС, ГАЭС работает в насос­ном режиме, потребляя эту мощность и перекачивая воду в верхний бассейн. Во время спадов в работе ПЭС в генераторном режиме работает ГАЭС, выдавая электро­энергию в систему. В техническом отношении такой npоект удачен, но дорогостоящ, так как требуется большая установленная мощность электрических машин.

Также удачно ПЭС может сочетаться с речной ГЭС, имеющей водохранилище. При совместной работе ГЭС увеличивает мощность при спаде мощности ПЭС и ее ос­тановке; в то время как ПЭС работает с достаточно большой мощностью, ГЭС запасает воду в водохранили­ще. Таким образом, можно уменьшить как суточную, так и сезонную неравномерность работы ПЭС.

ПЭС работают в условиях быстрого изменения напо­ра, поэтому их турбины должны иметь высокие КПД при переменных напорах. В настоящее время создана доста­точно совершенная и компактная горизонтальная турбина двойного действия. Электрический генератор власть деталей турбины заключены в водонепроницаемую кап­сулу и весь гидроагрегат погружен в воду.

В течение нескольких десятков лет в бывшем СССР велись научные и проектные работы по приливной энергетике. К настоящему времени выполнены проработки по Лумбовской, Пенжинской, Мезенской и Тугурской ПЭС.

С 1968 г работает экспериментальная Кислогубская ПЭС мощностью 400кВт.

За рубежом работают три приливных станции:

• ПЭС Ранс мощностью 240 МВт во Франции (построена в 1967 г и имеет 24 агрегата).

• ПЭС Цзянсян мощностью 32 МВт в Китае (пуск шести агрегатов осуществлен в период 1980…1985 гг).

• ПЭС Аннаполис мощностью 196 МВт в Канаде (построена в 1984 г, имеет 1 агрегат).

Кроме того, в Китае построены десятки микро и мини ПЭС, являющихся элементами комплексов для осуществлении проектов обводнения, осушения, судоходства и т.д.

Рис.20. Однобассейновая ПЭС двухстороннего действия:

10. Равнинные гэс

Гидравлические электростанции (ГЭС)- это комплекс гидротехнических сооружений и энергетического оборудования, с помощью которых энергия концентрированного водного потока с сосредоточенным напором преобразуется в электрическую энергию. ГЭС, как правило, сооружаются не только для выработки электрической энергии, но и для одновременного решения комплекса задач улучшения судоходства, ирригации в составе единого водохозяйственного комплекса.

Существуют две схемы создания напора гидротехническими сооружениями:

• плотинная

• деривационная

На равнинных реках, уклоны которых незначительны, концентрация гидроэнергии выполняется главным образом по плотинной схеме. На горных реках с большими естественными уклонами используются деривационные схемы, основанные на применении искусственного водовода, выполненного в виде открытого канала, туннеля или трубопровода.

Плотинные ГЭС подразделяются на два типа:

• русловые (рис.63);

• приплотинные (рис.64).

Плотинные ГЭС строятся в пределах речного русла и только отдельные их сооружения частично выходят на берег. Эти ГЭС используются при сравнительно небольших напорах, не превышающих 30 м. Необходимый напор воды создается бетонной плотиной, водосборными сооружениями и одной из стен ГЭС, которая примыкает к плотине и является ее продолжением (рис. 63).

При напорах свыше 30 м здание ГЭС сооружают за плотиной и такие ГЭС называют приплотинными. Весь напор в этом случае воспринимается плотиной.

Влияние искуственных водохранилищ может быть положительным и отрицательным. Положительное влияние состоит в возможности орошения земельных угодий из созданных водохранилищ. В то же время нередки естественные неуправляемые процессы, приводящие к очень неблагоприятным последствиям. Например, создание крупных водохранилищ в равнинных районах приводит к подъему грунтовых вод и, как следствие, к заболачиванию местности, а также подтоплению зданий и сооружений и связанному с этим ухудшению санитарно -эпидемиологических условий местности. Увеличение давления на дно реки может приводить к созданию условий для повышения сейсмической активности в регионе. Вследствие увеличения зеркала водной поверхности резко возрастают потери воды на испарение. Частые колебания уровня воды в водохранилище приводят к переформированию его берегов и дна, сопровождаются образованием подводных отмелей, что неблагоприятно сказывается на условиях судоходства.

Создание водохранилищ приводит к изменению температурного режима воды. Летом и осенью температура воды в водохранилище из-за значительного его объема становится ниже, чем в реке (нижнем бьефе). Это приводит к более раннему ледоставу, сокращает сроки навигации, неблагоприятно воздействует на фауну.

В районе водохранилища изменяется климат, повышается влажность воздуха, часто образуются туманы. При этом снижается среднегодовая сумма осадков, изменяется направление и скорость ветра, уменьшается амплитуда колебаний температуры в течение суток.

Рис.63. Схема приплотинной ГЭС: